Salah satu produk oleokimia yang dapat diperoleh dari minyak sawit adalah asam lemak. Kandungan asam lemak jenuh seperti miristat, palmitat, dan
stearat serta asam lemak tidak jenuh yaitu asam oleat dan linoleat menjadi bahan baku yang diproses menjadi senyawa baru seperti metil ester asam lemak dan
alkohol asam lemak Roesyadi, dkk, 2012.
2.2. Minyak dan Lemak
Lemak dan minyak adalah salah satu kelompok yang termasuk pada golongan lipid, yaitu senyawa organik yang terdapat di alam serta tidak larut dalam air,
tetapi larut dalam pelarut organik non-polar, misalnya dietil eter C
2
H
5
OC
2
H
5
, Kloroform CHCl
3
, benzena dan hidrokarbon lainnya. Secara umum, lemak diartikan sebagai trigliserida yang dalam kondisi ruang berada dalam keadaan
padat. Sedangkan minyak adalah trigliserida yang dalam suhu ruang berbentuk cair.
Secara lebih pasti tidak ada batasan yang jelas untuk membedakan minyak dan lemak ini Sudarmadji, 1996. Dalam proses pembentukanya,
trigliserida merupakan hasil proses kondensasi satu molekul gliserol dengan tiga molekul asam-asam lemak umumnya ketiga asam lemak berbeda-beda yang
membentuk satu molekul trigliserida dan tiga molekul air Ketaren, 2005.
2.3. Asam Lemak
Asam lemak terdiri atas unsur-unsur seperti karbon, hidrogen dan oksigen yang tersusun sebagai rangka rantai karbon linier dengan beragam panjang rantai
dan mempunyai sebuah gugus karboksil pada salah satu ujung rantainya. Asam- asam lemak dapat berupa saturated tidak memiliki ikatan rangkap,
monounsaturated memiliki sebuah ikatan rangkap, atau polyunsaturated memiliki dua atau lebih ikatan rangkap Chow, 2007.
2.4. Esterifikasi
Esterifikasi adalah reaksi penting antara gliserol dengan asam lemak untuk memproduksi monogliserida, digliserida dan trigliserida. Reaksi esterifikasi akan
berjalan lambat jika dilakukan tanpa menggunakan katalis. Untuk mendapatkan konversi yang tinggi dengan waktu yang relatif singkat perlu adanya bantuan
katalis. Reaksi dapat dijalankan dengan adanya katalis asam seperti asam sulfat dan asam- asam sulfonat. Kimmel, 2004.
Umumnya dalam menghasilkan trigliserida, esterifikasi dilakukan dengan mereaksikan gliserol dengan 3 mol asam oleat, dimana tiap asam lemak tersebut
akan terikat membentuk trigliserida seperti tampak pada Gambar 2.1. dibawah ini
:
Gambar 2.1. Reaksi Umum Esterifikasi antara Gliserol dan Asam Lemak
Kimmel, 2004
H
2
C
HC H
2
C OH
OH OH
R - COOH H
2
C
HC H
2
C O
OH OH
C O
R
H
2
O
Gliserol Asam Lemak
Monogliserida Air
H
2
C
HC H
2
C O
O OH
C O
R C
O R
R - COOH H
2
C
HC H
2
C O
O O
C O
R C
O R
C O
R
H
2
O
Digliserida Asam Lemak
Trigliserida Air
H
2
C
HC H
2
C O
OH OH
C O
R
R - COOH H
2
C
HC H
2
C O
O OH
C O
R C
O R
H
2
O
Monogliserida Asam Lemak
Digliserida Air
Sejumlah peneliti telah mengidentifikasi beberapa variabel penting yang mempengaruhi reaksi esterifikasi untuk menghasilkan trigliserida, diantaranya
adalah suhu reaksi, jenis dan jumlah katalis, perbandingan mol gliserol dan asam lemak, pengadukan dan waktu reaksi. Noureddini et al., 2004; Ferretti et al.,
2009; Singh et al., 2007.
Faktor-faktor yang mempengaruhi jalannya reaksi esterifikasi antara lain :
1. Suhu Reaksi
Kecepatan reaksi dipengaruhi oleh suhu reaksi. Kecepatan reaksi akan meningkat seiring dengan kenaikan suhu. Semakin tinggi suhu, maka semakin
besar energi yang digunakan untuk mencapai energi aktivasi. Hal ini mengakibatkan tumbukan lebih sering terjadi diantara molekul-molekul reaktan
untuk melakukan reaksi Berrios, M. 2007
2. Katalis
Katalis berfungsi untuk mempercepat laju reaksi dengan menurunkan energi aktivasi reaksi namun tidak menggeser letak kesetimbangan. Tanpa katalis, reaksi
baru dapat berjalan pada suhu sekitar 250°C. Penambahan katalis bertujuan untuk mempercepat reaksi dan menurunkan kondisi operasi. Katalis yang dapat
digunakan adalah katalis asam, basa, ataupun penukar ion. Dengan katalis basa reaksi dapat berjalan pada suhu kamar, sedangkan katalis
asam pada umumnya memerlukan suhu reaksi diatas 100ºC
.
Katalis yang digunakan dapat berupa katalis homogen maupun heterogen.
Katalis homogen adalah katalis yang mempunyai fase yang sama dengan reaktan dan produk, sedangkan katalis heterogen adalah katalis yang fasenya
berbeda dengan reaktan dan produk. Katalis homogen yang banyak digunakan adalah alkoksida logam seperti KOH dan NaOH dalam alkohol. Selain itu, dapat
pula digunakan katalis asam cair, misalnya asam sulfat, asam klorida, dan asam sulfonat Kirk and Othmer, 1992.
3. Rasio mol reaktan
Variabel penting dalam esterifikasi adalah rasio mol reaktan yaitu perbandingan mol gliserol dan asam lemak. Jumlah asam lemak yang berlebih
secara stoikiometri dapat meningkatkan pembentukan trigliserida. H.Noureddin.i et al, 1997. Semakin besar rasio gliserolasam lemak, konversi
asam lemak trigliserida akan semakin besar, sampai pada batas nilai rasio tertentu. Rasio gliserolasam lemak yang melebihi batas nilai maksimum tidak akan
meningkatkan yield Corma. et al,1997. Reaksi pembentukan TG dapat dilihat
pada Gambar 2.2 dibawah ini :
Gambar 2.2. Reaksi Umum Pembentukan Trigliserida Corma, et al. 1997
4. Pengadukan
Pada reaksi esterifikasi reaktan-reaktan awalnya membentuk sistem cairan dua fasa. Reaksi dikendalikan oleh difusi diantara fase-fase yang berlangsung
lambat. Seiring dengan terbentuknya produk, ia bertindak sebagai pelarut tunggal yang dipakai bersama oleh reaktan-reaktan dan sistem dengan fase tunggal pun
terbentuk. Dampak pengadukan ini sangat signifikan selama reaksi sebagaimana sistem tunggal terbentuk, maka pengadukan menjadi tidak lagi mempunyai
pengaruh yang signifikan. Pengadukan dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan campuran reaksi yang bagus. Pengadukan yang tepat akan
mengurangi hambatan antar massa. Untuk reaksi heterogen, ini akan menyebabkan lebih banyak reaktan mencapai tahap reaksi.
H
2
C
HC H
2
C OH
OH OH
H
2
C
HC H
2
C O
O O
C C
C O
O O
C
17
H
33
C
17
H
33
3C
17
H
33
-COOH C
17
H
33
Gliserol Asam Lemak
Trigliserida 3H
2
O
Air [H
+
]
5. Waktu Reaksi
Semakin lama waktu reaksi, maka semakin banyak produk yang dihasilkan, karena akan memberikan kesempatan reaktan untuk bertumbukan satu sama
lainnya. Akan tetapi, jika kesetimbangan telah tercapai, tambahan waktu reaksi tidak akan mempengaruhi reaksi
Adapun tahapan mekanisme reaksi esterifikasi asam lemak dengan katalis asam
ditunjukkan pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3. Mekanisme Reaksi Esterifikasi Asam Lemak dengan Katalis Asam
Carey, F.A 2000
Langkah- langkah dari proses diatas yaitu protonasi asam karboksilat untuk menghasilkan ion oksonium, kemudian akan mengalami penyerangan nukleofilik
oleh alkohol menghasilkan intermediet, dan selanjutnya akan melakukan deprotonasi untuk membentuk ester. Setiap langkah dalam proses tersebut bersifat
reversible tetapi dengan penggunaan alkohol berlebih akan menyebabkan kesetimbangan reaksi berjalan kearah produk. Tetapi, jika terdapat air yang
merupakan donor elektron dan lebih kuat dari pada alkohol alifatik akan menyebabkan terjadinya pembentukan intermediet yang tidak disukai sehingga
proses esterifikasi tidak berjalan dengan sempurna Carey, F.A., 2000. R
O OH
H
+
RC O
OH ROH
RC O
OH O
R H
RC OH
OH OR
H
+
RC OR
O H
+
RCOR O
H -H
2
O RCOR
O OH
H H
2.5. Gliserol
